定 價：98 元
叢書名：催化與材料化學(xué)研究生教學(xué)叢書
- 作者：辛勤，徐杰主編
- 出版時間：2016/9/1
- ISBN：9787030499837
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：O643.3
- 頁碼：461
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
催化科學(xué)和技術(shù)遍及人們生活的各個領(lǐng)域從衣、食、住、行到環(huán)境、建慷、生命以及國防安全。當(dāng)前中國石油的煉制能力已經(jīng)超過3億噸、煉鋼產(chǎn)能超過億頓、化肥生產(chǎn)量居世界首位、三大合成亦已成為最大生產(chǎn)和需求國，椐統(tǒng)計化學(xué)工業(yè)的80％產(chǎn)值是經(jīng)催化作用取得，國民經(jīng)濟GDP占20％可見其重要性。了解和掌握由成千個反應(yīng)和上萬個催化劑構(gòu)成的厐大知識領(lǐng)域，這對催化和材料專業(yè)研究生教育至關(guān)重要。本書-現(xiàn)代催化化學(xué)和它的姊妹篇-現(xiàn)代催化研究方法（已于2009年由科學(xué)出版社出版）能夠給其一個廣博和札實的專業(yè)基礎(chǔ)。根椐目前中國的國情對催化科學(xué)和技術(shù)的需求是大量的、多方面的。各高等院校、企事業(yè)研究單位、科研院所從事催化、材料相關(guān)研究的隊伍相當(dāng)龐大。盡快普及和提高這方面的專業(yè)知識有廣闊的前景和重要意義。
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催化科學(xué)和技術(shù)遍及人們生活的各個領(lǐng)域，從衣、食、住、行到環(huán)境、健康、生命及國防安全。當(dāng)前中國的石油煉制能力已經(jīng)超過5億噸／年，煉鋼產(chǎn)能超過億噸／年，化肥生產(chǎn)量居世界首位，亦已成為世界最大的三大合成材料（合成纖維、合成橡膠、合成樹脂）生產(chǎn)國和需求國。據(jù)統(tǒng)計，化學(xué)工業(yè)的80%產(chǎn)值是經(jīng)催化作用取得，占國民經(jīng)濟GDP約20%，可見其重要性。了解和掌握由成千個反應(yīng)和上萬種催化劑構(gòu)成的龐大知識領(lǐng)域，對催化和材料專業(yè)研究生教育至關(guān)重要。本書《現(xiàn)代催化化學(xué)》和它的姊妹篇《現(xiàn)代催化研究方法》（將于2017年由科學(xué)出版社出版第二版）能夠給其一個廣博和扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。根據(jù)目前中國的國情，對催化科學(xué)和技術(shù)的需求是大量的、多方面的。各高等院校、企事業(yè)研究單位和科研院所從事催化、材料相關(guān)研究的隊伍相當(dāng)龐大，盡快普及和提高這方面的專業(yè)知識有重要意義和廣闊的前景。
近年來，國內(nèi)催化化學(xué)的書有幾本，多是從反應(yīng)種類（反應(yīng)別）來闡述或是按催化劑材料種類（元素別）來撰寫的，有的則是兩者的混合，這些寫法可以方便于深刻闡述其作用原理、反應(yīng)機理、科學(xué)分類等。但是，由于催化化學(xué)的領(lǐng)域龐大且繁多，例如，在石油煉制領(lǐng)域就有上千種催化劑和上百個反應(yīng)，學(xué)生在走向工作崗位時或?qū)嶋H應(yīng)用時往往很難“對接”。為了便于實用，本書采取按領(lǐng)域分類，進一步吸取按催化材料分類和按反應(yīng)分類的優(yōu)勢重點介紹其關(guān)鍵命題的原理作為本書的經(jīng)緯。另外，本書兼顧“路線圖”、“網(wǎng)絡(luò)性”和“科學(xué)性”三個方面的作用，試圖有利于讀者同實際“對接”。
為此，本書第一章以催化作用的核心——活性中心的本質(zhì)、結(jié)構(gòu)、性能及調(diào)變規(guī)律的認識展開，以期給人們理論上的認識。繼而在第二章講述催化劑制備科學(xué)，試圖從最常用的催化劑制備過程闡明其化學(xué)原理，達到舉一反三的作用。其后各章，相繼介紹催化化學(xué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域：氨合成化學(xué)、石油煉制化學(xué)、三大合成、合成氣化學(xué)、石油化工一精細化工、環(huán)境催化和生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化。
目錄
“催化與材料化學(xué)研究生教學(xué)叢書”序
前言
第1章 催化活性中心/活性相概念的認知1
1.1引言1
1.2經(jīng)典的催化基礎(chǔ)研究（1900～1960年）3
1.2.1在金屬催化劑表面的化學(xué)吸附3
1.2.2化學(xué)吸附的分子軌道描述4
1.2.3化學(xué)吸附的主要研究方法5
1.2.4金屬催化劑的d電子理論10
1.2.5在金屬氧化物催化劑表面的化學(xué)吸附13
1.2.6表面鍵的研究16
1.3表面科學(xué)對催化研究的推動19
1.3.1活性相/活性中心的識別21
1.3.2氨合成活性相研究21
1.3.3探針分子的紅外光譜23
1.3.4參與反應(yīng)的活性相/活性中心的識別25
1.4納米科學(xué)與技術(shù)對催化科學(xué)的沖擊28
1.4.1催化劑活性中心/活性相粒子大小、分布、組成、結(jié)構(gòu)的控制合成和表征28
1.4.2催化劑活性中心/活性相的形貌控制32
1.4.3在多孔材料孔中活性相的調(diào)控和表征33
1.4.4納米反應(yīng)器的設(shè)計合成34
1.4.5全紫外-可見區(qū)激光共振拉曼光譜36
1.4.6多孔催化材料合成原位表征37
1.4.7催化中的限域效應(yīng)40
1.5展望42
參考文獻43
第2章 固體催化劑制備技術(shù)原理46
2.1引言46
2.2本體催化劑47
2.2.1沉淀/共沉淀法47
2.2.2溶膠-凝膠法56
2.3負載催化劑61
2.3.1金屬離子在載體表面的吸附61
2.3.2浸漬法66
2.3.3沉積沉淀法70
2.4固體催化劑制備技術(shù)進展78
2.4.1微波和等離子體技術(shù)78
2.4.2原子層沉積法81
2.4.3微/納乳液法83
2.5結(jié)語和展望87
參考文獻88
第3章 氨合成化學(xué)98
3.1引言98
3.2工業(yè)合成氨過程99
3.2.1原料氣制取99
3.2.2原料氣凈化100
3.2.3氨合成及其熱力學(xué)101
3.3氨合成催化劑102
3.3.1催化劑的化學(xué)組成102
3.3.2熔鐵催化劑的制備過程與化學(xué)反應(yīng)104
3.3.3氨合成催化劑的還原106
3.3.4熔鐵催化劑的結(jié)構(gòu)109
3.4氨合成催化反應(yīng)機理113
3.4.1氫氣和氮氣的活化113
3.4.2氮化物的形成115
3.4.3基元步驟116
3.4.4氨合成反應(yīng)機理119
3.4.5氨分解反應(yīng)機理121
3.4.6結(jié)構(gòu)敏感與結(jié)構(gòu)非敏感反應(yīng)122
3.5氨合成總包反應(yīng)動力學(xué)124
3.5.1Temkin方程式124
3.5.2Temkin-Pyzhev氨合成反應(yīng)速率方程126
3.5.3氨合成反應(yīng)宏觀動力學(xué)127
3.5.4氨合成反應(yīng)器130
3.6新型氨合成催化劑和技術(shù)132
3.6.1新型氨合成催化劑132
3.6.2新型氨合成技術(shù)134
參考文獻138
第4章 石油煉制催化作用143
4.1引言143
4.2石油的性質(zhì)及化學(xué)組成144
4.3催化裂化及加氫裂化中的催化作用144
4.3.1催化裂化反應(yīng)145
4.3.2催化裂化催化劑148
4.3.3催化裂化工藝流程154
4.3.4加氫裂化反應(yīng)154
4.3.5加氫裂化催化劑158
4.3.6加氫裂化工藝流程161
4.4加氫精制中的催化作用165
4.4.1加氫精制中的化學(xué)反應(yīng)165
4.4.2加氫精制催化劑172
4.5催化重整中的催化作用176
4.5.1催化重整中的化學(xué)反應(yīng)177
4.5.2催化重整催化劑179
4.5.3催化重整原料的選擇和預(yù)處理183
4.5.4催化重整工藝流程184
參考文獻186
第5章 三大合成催化189
5.1引言189
5.1.1合成高分子的歷史發(fā)展189
5.1.2合成高分子材料的重要價值190
5.1.3合成高分子材料分類191
5.2高分子材料合成中典型催化問題195
5.2.1聚烯烴材料及其催化劑195
5.2.2合成橡膠材料及其催化聚合207
5.2.3合成聚酯材料及其催化聚合209
5.3展望211
參考文獻212
第6章 合成氣化學(xué)215
6.1引言215
6.2合成氣中樞216
6.2.1合成氣中樞的概念216
6.2.2合成氣中樞的催化技術(shù)217
6.3合成氣制造218
6.3.1煤氣化制合成氣219
6.3.2天然氣（含煤層氣、頁巖氣等）制合成氣219
6.3.3生物質(zhì)氣化制合成氣225
6.4合成氣轉(zhuǎn)化利用229
6.4.1合成氣轉(zhuǎn)化利用概述229
6.4.2合成氣轉(zhuǎn)化制含氧化合物229
6.4.3合成氣轉(zhuǎn)化制烴燃料236
6.4.4合成氣轉(zhuǎn)化制低碳烯烴239
6.5結(jié)論和展望243
參考文獻243
第7章 石油化工-精細化工249
7.1引言249
7.2催化加氫251
7.2.1加氫催化劑252
7.2.2苯加氫制環(huán)己烯253
7.2.3硝基化合物加氫制芳香胺254
7.2.4脂肪酸及其酯加氫255
7.2.5生物質(zhì)來源化合物加氫制化學(xué)品256
7.3烴類催化氧化258
7.3.1烴類氧化催化劑260
7.3.2環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮和己二酸268
7.3.3對二甲苯氧化制對苯二甲酸270
7.3.4甲苯和乙苯氧化273
7.3.5苯氧化制苯酚274
7.3.6環(huán)己烯氧化制己二酸277
7.3.7丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷278
7.4醇催化氧化制醛（酮）279
7.4.1貴金屬催化體系279
7.4.2非貴金屬體系282
7.4.3有機催化體系284
7.5氨氧化286
7.5.1丙烯氨氧化286
7.5.2丙烷氨氧化287
7.5.3甲苯及取代甲苯氨氧化287
7.5.4結(jié)語288
7.6羰基化288
7.6.1烯烴氫甲�；�289
7.6.2烯烴氫羧基化290
7.6.3甲醇羰基化291
7.6.4鹵代烷與CO的羰基化反應(yīng)292
7.6.5胺與CO的羰基化反應(yīng)292
7.7酯化292
7.7.1酯化反應(yīng)的類型292
7.7.2酯化反應(yīng)歷程與熱力學(xué)293
7.7.3酯化反應(yīng)的催化劑294
7.7.4酯化工藝295
7.8展望295
參考文獻296
第8章 環(huán)境催化306
8.1環(huán)境催化及其特殊性306
8.1.1環(huán)境催化的定義、研究對象和任務(wù)307
8.1.2環(huán)境催化的特殊性309
8.2移動源燃燒排放的催化凈化310
8.2.1汽油車尾氣催化凈化311
8.2.2柴油機和稀燃汽油機尾氣催化凈化316
8.2.3清潔燃料車尾氣催化凈化322
8.3固定源燃燒排放的催化凈化324
8.3.1煙氣選擇性催化還原脫硝原理和技術(shù)325
8.3.2煙氣催化脫硫330
8.3.3同時催化脫硫脫硝技術(shù)333
8.4室內(nèi)空氣催化凈化335
8.4.1室內(nèi)空氣光催化凈化336
8.4.2室內(nèi)空氣常溫催化凈化337
8.4.3低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)339
8.5水處理過程中的多相催化342
8.5.1光催化水處理技術(shù)342
8.5.2綠化催化新工藝——芬頓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用344
8.5.3臭氧催化氧化水處理技術(shù)346
8.5.4濕式催化氧化技術(shù)347
8.5.5雙金屬催化劑催化去除水中硝酸鹽350
8.6溫室效應(yīng)和臭氧層消耗物質(zhì)的催化轉(zhuǎn)化352
8.6.1甲烷二氧化碳催化重整352
8.6.2氧化亞氮的催化消除353
8.6.3氯氟烴的無害化357
8.6.4羰基硫的催化水解和氧化358
參考文獻360
第9章 生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化368
9.1生物質(zhì)簡介368
9.1.1生物質(zhì)的定義368
9.1.2生物質(zhì)的分類369
9.1.3生物質(zhì)的主要組分369
9.1.4生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用371
9.2纖維素轉(zhuǎn)化371
9.2.1組成結(jié)構(gòu)371
9.2.2理化性質(zhì)373
9.2.3纖維素的催化轉(zhuǎn)化374
9.3半纖維素轉(zhuǎn)化384
9.3.1組成385
9.3.2理化性質(zhì)387
9.3.3半纖維素的催化轉(zhuǎn)化387
9.4木質(zhì)素393
9.4.1組成結(jié)構(gòu)393
9.4.2木質(zhì)素的性質(zhì)394
9.4.3木質(zhì)素的催化轉(zhuǎn)化395
9.5糖及其衍生物的轉(zhuǎn)化409
9.5.1糖的基本知識410
9.5.2單糖、寡糖和多糖411
9.5.3單糖的催化轉(zhuǎn)化415
9.6多元醇的轉(zhuǎn)化426
9.6.1多元醇性質(zhì)和來源426
9.6.2多元醇的轉(zhuǎn)化利用428
9.7油脂和藻類生物質(zhì)438
9.7.1油脂的分類與組成438
9.7.2油脂的利用439
9.7.3微藻的利用446
9.7.4微藻的催化轉(zhuǎn)化利用448
參考文獻449
作者簡介463
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